第一性原理研究半导体绝对形变势及其在能带偏移中的应用

来源 :复旦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuxjmail
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
‘半导体的绝对形变势是描述材料某一能级位置(比如价带顶和导带底) 相对于体积形变的关系,这是描述半导体中电声相互作用的一个重要参数,也是经验赝势方法中为了使赝势有更好的平移性而经常采用的一个参数。关于半导体给绝对形变势的研究在国际上一直存在争论。主要是在第一性原理计算中找不到一种合适的和体积形变无关的参考能级。因为第一性原理计算在解泊松方程的时候势函数有个常数项的不确定性,这导致计算得到的体系中的所有能级的绝对位置和总能都是不确定的,这样不同形变的体系就不能直接比较它们之间的能级差,因此就不能直接得到半导体中某个能级的绝对形变势的值。过去很多作者采用不同的模型算出来的价带顶的值相差很大,有些人算出来的结果是正的,有些人算出来的结果是负的,这个问题一直没有解决。 我们采取求一个沿某一方向的两端具有不同形变的超原胞中某一芯能级的形变势的方法,间接得到沿某个方向的价带顶的绝对形变势:然后我们通过Harmonic函数展开的方法,得到一个与角度无关的量,我们定义它为流体静力学下的绝对形变势的值。我们首先研究不同截断对结果的影响,发现只要取比较低的截断就能收敛到很好的结果。然后我们发现,计算得到的绝对形变势的值和参考能级的选择无关,这说明我们的模型是自洽的,同时也说明绝对形变势是一个很好的体的参数。我们选择了三个典型的体系,非极性的Si和极性的GaAs以及Znse。我们计算的价带顶的绝对形变势都是正的,并和材料的离子性以及p-d杂化有关系。一般离子性越强,绝对形变势值越小,而且p-d杂化对价带顶的绝对形变势一般有负的作用,由于zn有个浅的d电子,这样znse中的p-d杂化作用就比较强,导致znse价带顶的绝对形变势的值要小很多。我们这部分的工作发表在APL上。 我们进一步计算了所有的ⅠV,Ⅲ-V和Ⅱ-Ⅵ族半导体的绝对形变势,并研究它们的化学趋势。我们发现所有的半导体的价带顶的绝对形变势都是正的,导带底的绝对形变势都是负的,这和紧束缚近似下的结论一致。我们根据原子轨道能级,并结合紧束缚近似,分析了它们的化学趋势。我们发现价带顶的绝对形变势值和原子间的键长,阴阳离子之间的轨道能级差有关系。比如对于非极性的Ⅵ族半导体的导 带底的绝对形变势的值随着键长的增加而逐渐减小;其它对于lll-V和lI-VI族化合物半导体则和键长以及阴阳离子原子轨道能级差有关。这篇文章发表在PRB上。 对于晶格不匹配的两个体系的能带偏移值,不同的实验条件下测量的值各不相同,这主要和晶格的。应变有关。因此不同作者测量的值就没法直接比较,也无法分析它们的化学趋势。最近,我们结合前面计算的半导体的绝对形变势的值,计算了所有的IV,Ⅲ-V族和lI-VI族半导体在平衡体积下的能带偏移值。我们发现它们满足很好的传递性规则,同时也说明半导体的绝对形变势是一个很好的体性质。这样我们就根据计算得到的能带偏移的值,得到了一张所有半导体的价带顶的相对位置的标定图,我们分析了它们的规律和化学趋势。这部分的计算工作已经基本完成,正在整理成文。
其他文献
对强子结构以及强子内组分之间相互作用的深入理解是从上个世纪五十年代才真正开始的.强子结构(主要是指较轻的u,d,s夸克构成的强子)是基于SU(3)夸克模型的.在人们庆贺SU(3)模型
本文通过对荣华二采区10
我国稀土资源丰富,种类齐全,价格低廉,因此在开发与应用稀土资源方面上有着得天独厚的优势。稀土光致变色材料具有变色效果明显与物理化学稳定性强等优势,在防伪、家庭装饰等方面
本文通过对荣华二采区10
本文通过对荣华二采区10
本文通过对荣华二采区10
本论文主要研究了极紫外波段Mo/Si多层膜反射镜在带电粒子辐射下的反射率变化情况。从辐射损伤的基本理论出发,讨论了带电粒子与物质的相互作用机理,包括粒子与点阵原子的碰撞、散射截面、离子的能量损失及离子对不同材料产生的辐射效应。设计并建立了一套的反射率测量装置,主要由激光等离子体光源、凹面光栅单色仪和光电信号探测系统等组成,分别讨论了各组成部分在反射率测量中的有利方面。解决了影响测量稳定性的问题,使
本文针对解析能带模型精度高、速度快的优点,利用解析能带模型的蒙特卡罗方法模拟研究了薄膜电致发光器件中电输运信息。 详细描述了传统解析能带模型的建立过程,通过计算能
本文通过对荣华二采区10
本文通过对荣华二采区10